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スタンフォード大学の研究チームは、算数の問題を解くことに持続的な困難がある子どもを対象に、解き方の選択や切り替えと脳活動の関連を調べました。発達性ディスカリキュリアのある子どもは、問題の難しさに応じた解き方の変更や、より適した方法の選択に困難を示しました。
複数の脳領域に分布する活動パターンは、数を数える効率や解き方を切り替える能力と関連していました。脳活動の違いと困難との関連が見つかった一方、直接の原因であるとは確立されていません。
8〜10歳の68人を対象に解き方を分析
発達性ディスカリキュリアは、算数の問題を解くことに持続的な困難が生じる状態です。研究には8〜10歳の子ども68人が参加しました。研究チームは、問題への取り組み方と、それに関連する脳活動を調べました。
算数の問題を解く際には、数を一つずつ数える方法や、覚えている計算結果を使う方法、数を分けて計算する方法があります。問題に応じて、どの方法を使うかを選ぶ必要もあります。
研究チームは、行動と脳活動の分析に、計算モデルと脳全体の活動パターンを読み解く手法を組み合わせました。計算モデルでは、解き方を実行する過程と、解き方を選ぶ過程を調べました。研究成果は神経科学誌「The Journal of Neuroscience」に掲載されました。
解き方の実行と切り替えに差
発達性ディスカリキュリアのある子どもは、数える、覚えた答えを取り出す、数を分けるといういずれの方法でも、解き方を実行する効率が低い傾向を示しました。解き方を切り替えるまでにも、ほかの子どもより時間がかかりました。問題の難しさの変化にも反応しにくい傾向がありました。
時間の経過に伴う解き方の選択にも違いがありました。ほかの子どもは適切な方法を選ぶ力が向上した一方、発達性ディスカリキュリアのある子どもには同じような改善が見られませんでした。
問題を解く過程には、注意や記憶、状況に応じて考え方を変える認知的柔軟性も関わります。こうした能力は、情報を整理し、課題に集中し、必要に応じて計画を変える「実行機能」と呼ばれる働きに含まれます。算数では、数を覚えておいたり、解き方を比べたりする際に関わります。
複数の脳領域に分布する活動と方略の関連
脳活動の分析では、前頭部と頭頂部の皮質、海馬、腹側の視覚領域に分布する活動パターンが、発達性ディスカリキュリアのある子どもと、ない子どもを区別しました。海馬は脳の一部で、分析対象となった複数の領域の一つです。研究では、脳全体に分布する活動の組み合わせを用いていました。
この活動パターンは、数を数える効率や、解き方の切り替えが問題の条件にどの程度反応するかの予測にも関連しました。脳活動と行動の関係は、2つの群で逆方向を示しました。この違いは、特に海馬で顕著でした。
研究チームは、複数の活動パターンをまとめて分析する手法を用いました。個々の領域を別々に見る手法では、群を区別できませんでした。研究結果は、子どもによって複数の認知過程や脳活動の関わり方が異なることを示しています。
支援につながる評価の難しさ
算数の困難に関する46件の研究を対象にした系統的レビューでは、実行機能、注意、情報を処理する速さに困難が見られる子どもがいました。レビューの著者らは、子どもごとの特徴を理解し、それぞれに合った支援を検討するため、診断の際にこうした認知機能も評価すべきだと結論づけています。算数の困難には、数に関する能力だけでなく、より広い認知能力も関わります。
一方、算数の能力を測る検査では、学校で学ぶ能力と基礎的な能力の両方を常に評価できるとは限りません。そのため、子どもの能力を正確に見積もることが難しくなる場合があります。また、算数の困難を分類する基準値にも違いがあります。
認知機能を測る課題にも、複数の能力が同時に関わります。そのため、同じ課題が異なる認知領域を測るものとして解釈されることがあります。レビューの著者らは、長期記憶や音韻意識など、研究が十分に進んでいない能力について、さらなる調査が必要だとしています。
子どもごとの違いに注目
研究を率いたオリバー・ラスニック氏は、発達性ディスカリキュリアには個人差があり、複数の認知過程と神経過程にわたる機能の違いが関わると述べています。
研究チームは、正答できたかどうかに加え、子どもがどのように解き方を選ぶかや、問題が難しくなったときに対応を変えられるかに注目しました。子どもの困難を理解するうえで、こうした過程を調べることが手がかりになります。
レビューの著者らも、子どもごとの認知能力の特徴を把握することを重視しています。そのためには、算数に固有の能力と、注意や記憶などの能力をともに考える必要があります。個々の特徴を把握することは、それぞれに合った支援の検討につながります。
